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सुपरकैपेसिटर पारंपरिक कैपेसिटर

संधारित्र एक ऐसा घटक है जो विद्युत आवेश को संग्रहित करता है। सामान्य संधारित्र और अति संधारित्र (ईडीएलसी) का ऊर्जा भंडारण सिद्धांत समान है; दोनों ही स्थिर विद्युत क्षेत्र के रूप में आवेश संग्रहित करते हैं, लेकिन अति संधारित्र ऊर्जा के त्वरित विमोचन और भंडारण के लिए अधिक उपयुक्त है, विशेष रूप से सटीक ऊर्जा नियंत्रण और तात्कालिक भार वाले उपकरणों के लिए।

 

आइए नीचे मुख्य पारंपरिक संधारित्रों और सुपर संधारित्रों पर चर्चा करें।

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तुलना मदें

पारंपरिक संधारित्र

supercapacitor

अवलोकन

पारंपरिक संधारित्र एक स्थिर आवेश भंडारण परावैद्युत है, जिसमें स्थायी आवेश हो सकता है और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा के क्षेत्र में एक अपरिहार्य इलेक्ट्रॉनिक घटक है। सुपरकैपेसिटर, जिसे इलेक्ट्रोकेमिकल कैपेसिटर, डबल लेयर कैपेसिटर, गोल्ड कैपेसिटर, फैराडे कैपेसिटर के नाम से भी जाना जाता है, एक इलेक्ट्रोकेमिकल तत्व है जिसे 1970 और 1980 के दशक में इलेक्ट्रोलाइट को ध्रुवीकृत करके ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए विकसित किया गया था।

निर्माण

एक पारंपरिक संधारित्र में दो धातु चालक (इलेक्ट्रोड) होते हैं जो समानांतर क्रम में एक दूसरे के निकट होते हैं लेकिन संपर्क में नहीं होते हैं, और उनके बीच एक कुचालक परावैद्युत पदार्थ होता है। एक सुपरकैपेसिटर में एक इलेक्ट्रोड, एक इलेक्ट्रोलाइट (जिसमें इलेक्ट्रोलाइट लवण होता है) और एक सेपरेटर (जो धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के बीच संपर्क को रोकता है) शामिल होते हैं।
इलेक्ट्रोडों को सक्रिय कार्बन से लेपित किया जाता है, जिसकी सतह पर छोटे-छोटे छिद्र होते हैं ताकि इलेक्ट्रोडों का सतही क्षेत्रफल बढ़ाया जा सके और अधिक बिजली की बचत की जा सके।

परावैद्युत पदार्थ

संधारित्रों में इलेक्ट्रोडों के बीच परावैद्युत के रूप में एल्यूमीनियम ऑक्साइड, पॉलिमर फिल्म या सिरेमिक का उपयोग किया जाता है। सुपरकैपेसिटर में डाइइलेक्ट्रिक नहीं होता है। इसके बजाय, यह डाइइलेक्ट्रिक के स्थान पर ठोस (इलेक्ट्रोड) और तरल (इलेक्ट्रोलाइट) द्वारा निर्मित विद्युत दोहरी परत का उपयोग करता है।

संचालन का सिद्धांत

संधारित्र का कार्य सिद्धांत यह है कि विद्युत क्षेत्र में बल के कारण आवेश गतिमान होता है, लेकिन जब चालकों के बीच परावैद्युत पदार्थ होता है, तो यह आवेश की गति को बाधित करता है और आवेश को चालक पर एकत्रित कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप आवेश का भंडारण होता है। दूसरी ओर, सुपरकैपेसिटर इलेक्ट्रोलाइट को ध्रुवीकृत करके और साथ ही रेडॉक्स स्यूडो-कैपेसिटिव चार्ज द्वारा दोहरी परत चार्ज ऊर्जा भंडारण प्राप्त करते हैं।
सुपरकैपेसिटर की ऊर्जा भंडारण प्रक्रिया रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बिना प्रतिवर्ती होती है, और इस प्रकार इसे सैकड़ों हजारों बार बार-बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है।

समाई

कम क्षमता।
सामान्य धारिता क्षमता कुछ pF से लेकर कई हजार μF तक होती है।
अधिक क्षमता।
सुपरकैपेसिटर की क्षमता इतनी अधिक होती है कि इसे बैटरी के रूप में उपयोग किया जा सकता है। सुपरकैपेसिटर की क्षमता इलेक्ट्रोडों के बीच की दूरी और इलेक्ट्रोडों के सतही क्षेत्रफल पर निर्भर करती है। इसलिए, उच्च क्षमता प्राप्त करने के लिए सतही क्षेत्रफल बढ़ाने हेतु इलेक्ट्रोडों पर सक्रिय कार्बन की परत चढ़ाई जाती है।

ऊर्जा घनत्व

कम उच्च

विशिष्ट ऊर्जा
(ऊर्जा मुक्त करने की क्षमता)

<0.1 Wh/kg 1-10 Wh/kg

विशिष्ट शक्ति
(ऊर्जा को तुरंत मुक्त करने की क्षमता)

100,000+ Wh/kg 10,000+ Wh/kg

चार्ज/डिस्चार्ज समय

पारंपरिक संधारित्रों का चार्जिंग और डिस्चार्जिंग समय आमतौर पर 103-106 सेकंड होता है। अल्ट्राकैपेसिटर बैटरी की तुलना में कहीं अधिक तेजी से, लगभग 10 सेकंड में, चार्ज प्रदान कर सकते हैं और पारंपरिक कैपेसिटर की तुलना में प्रति इकाई आयतन में अधिक चार्ज संग्रहित कर सकते हैं। यही कारण है कि इसे बैटरी और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के बीच माना जाता है।

चार्ज/डिस्चार्ज चक्र जीवन

छोटा लंबे समय तक
(सामान्यतः 100,000 से अधिक, 1 मिलियन चक्रों तक, 10 वर्ष से अधिक का अनुप्रयोग)

चार्जिंग/डिस्चार्जिंग दक्षता

>95% 85%-98%

परिचालन तापमान

-20 से 70℃ -40 से 70℃
(बेहतर अति-निम्न तापमान विशेषताएँ और व्यापक तापमान सीमा)

रेटेड वोल्टेज

उच्च निचला
(आमतौर पर 2.5 वोल्ट)

लागत

निचला उच्च

फ़ायदा

कम नुकसान
उच्च एकीकरण घनत्व
सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति नियंत्रण
लंबा जीवनकाल
अति उच्च क्षमता
तेज़ चार्जिंग और डिस्चार्ज समय
उच्च लोड करंट
व्यापक परिचालन तापमान सीमा

आवेदन

▶ सुचारू विद्युत आपूर्ति प्रदान करता है;
▶पावर फैक्टर करेक्शन (पीएफसी);
▶फ्रीक्वेंसी फिल्टर, हाई पास, लो पास फिल्टर;
▶सिग्नल युग्मन और वियुग्मन;
▶मोटर स्टार्टर;
▶बफर (सर्ज प्रोटेक्टर और नॉइज़ फिल्टर);
▶दोलक।
▶नई ऊर्जा से चलने वाले वाहन, रेलमार्ग और अन्य परिवहन अनुप्रयोग;
▶अबाधित विद्युत आपूर्ति (यूपीएस), जो इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर बैंकों का स्थान लेती है;
▶मोबाइल फोन, लैपटॉप, हैंडहेल्ड डिवाइस आदि के लिए बिजली आपूर्ति;
▶ रिचार्जेबल इलेक्ट्रिक स्क्रूड्राइवर जो मिनटों में पूरी तरह चार्ज हो जाते हैं;
▶आपातकालीन प्रकाश व्यवस्था और उच्च-शक्ति विद्युत पल्स उपकरण;
▶आईसी, रैम, सीएमओएस, क्लॉक और माइक्रो कंप्यूटर आदि।

 

 

यदि आपके पास कुछ और सुझाव या अन्य विचार हों, तो कृपया बेझिझक हमसे चर्चा करें।

 

 


पोस्ट करने का समय: 22 दिसंबर 2021

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